DE2204830B2 - Injection mold for the production of moldings made of plastic - Google Patents

Injection mold for the production of moldings made of plastic

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Description

7. Spritzgießform nach Anspruch 6, dadurch tion im Spritzgießverfahren Formkörper aus hochgekennzeichnet, daß die Halteringe (3, 4) aus polymerem Material mit hoher Oberflächengüte hereiner Eisen-Nickel-Legierung mit mehr als 32 % gestellt werden, so müssen an die zum Herstellen Nickel bestehen. 35 der Gießform verwendeten Edelstahle hohe Reinheits-7. Injection mold according to claim 6, characterized tion in the injection molding molding from high marked that the retaining rings (3, 4) made of polymer material with high surface quality iner Iron-nickel alloys with more than 32% must be sent to the manufacture Nickel exist. 35 stainless steels used in the casting mold high purity

8. Spritzgießform nach Anspruch 6 oder 7, forderungen gestellt werden. Infolgedessen werden in dadurch gekennzeichnet, daß die aus Glaskera- aller Regel Edelstahle verwendet, die im Vakuummik bestehenden Formteile (1, 2) sowie die Halte- schmelzverfahren hergestellt sind, während Gießforringe (3, 4) einander entsprechend konisch aus- men zur Herstellung von Kameralinsen und Lupen gebildet sind. 40 teilweise sogar aus elektronenstrahlerschmolzenen8. Injection mold according to claim 6 or 7, requirements are made. As a result, in characterized in that the glass ceramics usually use stainless steels, those in the vacuum chamber Existing molded parts (1, 2) as well as the holding melt process are made while Gießforringe (3, 4) correspondingly conical to each other for the production of camera lenses and magnifying glasses are formed. 40 partly even from electron beam melts

9. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 6 Stählen gefertigt werden. Dies ist deshalb erforderlich, bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- weil sich aus der möglichen Beanspruchung der Gießringe (3, 4) mit der Stammform (5, 6) verschraubt form sowie aus den Anforderungen an die Maßgesind. nauigkeit und Oberflächengüte des fertigen Gieß-9. Injection mold according to one of claims 6 steels are made. This is therefore necessary to 8, characterized in that the holding because of the possible stress on the casting rings (3, 4) screwed to the master form (5, 6) form as well as from the requirements of the measure. accuracy and surface quality of the finished casting

45 teiles eine Reihe von Forderungen an das Gießformmaterial ableiten lassen: hohe Reinheit und Homogenität, gute Bearbeitbarkeit, Verzugsarmut bei der Wärmebehandlung (geringer thermischer Ausdehnungsgrad), hohe Härte, hoher Verschleißwiderstand, 50 gute Polierbarkeit, hohe Warmfestigkeit, hohe Temperaturwechselbeständigkeit, ausreichende Kernfestig-45 part a number of requirements can be derived from the casting mold material: high purity and homogeneity, good machinability, low warpage during heat treatment (low degree of thermal expansion), high hardness, high wear resistance, good polishability, high heat resistance, high thermal shock resistance, sufficient core strength

Die Erfindung betrifft eine Spritzgießform zum keit, hoher Korrosionswiderstand sowie niedrige Her-Herstellen von Formkörpern aus Kunststoff. Diese Stellungskosten.The invention relates to an injection mold for speed, high corrosion resistance and low manufacturing of molded bodies made of plastic. These position costs.

Spritzgießform dient insbesondere zum Herstellen von Bisher war es nicht möglich, die letztgenannte For-Injection mold is used in particular for the production of

Brillenscheiben aus Kunststoff mit optischen Ober- 55 derung, daß nämlich die Herstellung der Gießform flächen, die plan sein können oder eine vorbestimmte nur verhältnismäßig niedrige Kosten verursachen soll, Krümmung aufweisen können. mit den übrigen Anforderungen in Einklang zu brin-Lenses made of plastic with optical cover, namely the production of the casting mold areas that can be flat or that a predetermined one should only cause relatively low costs, May have curvature. to be brought in line with the other requirements

Es ist bereits seit längerem bekannt, als Material gen.It has long been known as a material gen.

für die Herstellung von Brillenscheiben an Stelle von Auch war es bisher trotz aller Sorgfalt bei derfor the production of glasses lenses instead of also, despite all the care taken with the

Silikatglas Kunststoff zu verwenden. Kunststoffseil- 60 Herstellung der Spritzgießformen prinzipiell nicht ben haben gegenüber den üblicherweise verwendeten möglich, große Kunststoffflächen (größer als 10 cm2) Glas-Brillenscheiben den Vorteil, daß sie bruchsicher im Spritzgießverfahren so fehlerfrei herzustellen, daß sind und außerdem auf verschiedenen Anwendungs- sie einen spiegelnden Hochglanz ohne Unregelmäßiggebieten, beispielsweise bei der Herstellung von keiten zeigen. Dabei ist zu bedenken, daß die Ober-Schutzbrillen, den Vorteil größerer Unempfindlich- 65 flächengüte des herzustellenden Kunststoffteiles in keit gegenüber mechanischen und chemischen Ein- erster Linie von der Beschaffenheit der den Füllraum Wirkungen durch umherfliegende Partikeln haben. begrenzenden Flächen der Spritzgießform bestimmtUse silicate glass plastic. Synthetic rope- 60 production of the injection molds in principle do not have the advantage over the usually used, large plastic surfaces (larger than 10 cm 2 ) glass glasses lenses that they are unbreakable in the injection molding process so error-free that they are also suitable for various applications reflecting high gloss without irregular areas, for example in the production of keiten. It should be borne in mind that the upper protective goggles have the advantage of greater insensitivity to the surface quality of the plastic part to be manufactured in relation to mechanical and chemical factors, primarily due to the nature of the effects of flying particles on the filling space. bounding surfaces of the injection mold determined

Grundsätzlich kommen bei der Herstellung von wird, das Polieren von hochwertigen Edelstahlen je-Basically, in the manufacture of, the polishing of high-quality stainless steel

doch ein hohes Maß an handwerklichem Können und Sorgfalt voraussetzt, wodurch die Herstellungskosten für die Gießform erheblich erhöht werden.but requires a high level of craftsmanship and care, which reduces manufacturing costs for the mold can be increased significantly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzgießform der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche sich insbesondere zum Herstellen optischer Teile mit hochwertiger Oberfläche, wie Brillenscheiben eignet und bei der die Herstellungskosten gegenüber Formen aus hochwertigem Stahl gering sind.The invention is based on the object of providing an injection mold of the type mentioned at the beginning create, which are particularly suitable for the production of optical parts with a high-quality surface, such as Spectacle lenses are suitable and at which the manufacturing costs compared to molds made of high quality steel are low.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die mit der Gießmasse in Berührung kommenden, den Formhohlraum begrenzenden Formteile aus Glaskeramik bestehen.According to the invention, this object is achieved in that the coming into contact with the casting compound, Molded parts delimiting the mold cavity are made of glass ceramic.

Versuchsweise wurde bereits Silikatglas als Fornienmaterial in die Stammform einer Spritzgießmaschine eingesetzt. Dies hatte den Zweck, sich die hervorragende Polierbarkeit des Glases zunutze zu machen, um so zu Formkörpern mit hoher Oberflächengüte zu kommen.Silicate glass has already been used experimentally as a mold material used in the master mold of an injection molding machine. The purpose of this was to make the excellent To make use of the polishability of the glass in order to produce molded articles with a high surface quality get.

Diese Versuche waren jedoch bisher, außer bei kleinen Formkörpern (weniger als 44 mm Durchmesser), erfolglos. Vermutlich infolge der mangelnden Temperaturwechselbeständigkeit des verwendeten Glases sowie der über die dünne Klebschicht, mit welcher die Glasteile mit der Stammform verbunden worden sind, auf die Glas-Formteile übertragenen mechanischen Kräfte, durch welche die Glas-Formteile ungleichförmig mit Druck- bzw. Zugspannungen belastet werden, zerbrechen die in die Stahl-Stammform eingeklebten Glaseinsätze bei dem beschriebenen Verfahren bereits nach einigen Abformungen. Außerdem hat die Klebverbindung der Glas-Formteile mit der Stahl-Stammform den Nachteil, daß der aus den Glas-Formteilen bestehende Einsatz weder ausgewechselt noch nachgestellt werden kann. Dabei sind die Auswechselbarkeit und die Nachslellbarkeit des Einsatzes für das Spritzgießverfahren von außerordentlicher Bedeutung.However, these attempts have so far, with the exception of small moldings (less than 44 mm in diameter), unsuccessful. Probably due to the lack of thermal shock resistance of the used Glass as well as the thin adhesive layer with which the glass parts are connected to the master form have been transferred to the glass moldings mechanical forces by which the glass moldings are unevenly loaded with compressive or tensile stresses, the break into the steel trunk shape glued-in glass inserts in the process described after just a few impressions. In addition, the adhesive bond of the molded glass parts with the steel master mold has the disadvantage that the The insert consisting of the molded glass parts can neither be replaced nor readjusted. Included the interchangeability and resettability of the insert for the injection molding process are extraordinary Meaning.

Die für die mit der Spritzgießmaschine in Berührung stehenden Formteile verwendete Glaskeramik eichnet sich durch eine außergewöhnlich geringe Wärmeausdehnung aus, die noch um den Faktor 10 kleiner sein kann als die Wärmeausdehnung des in dieser Hinsicht als ausgesprochen günstig bekannten Quarzglases.The glass ceramic used for the molded parts in contact with the injection molding machine is characterized by an exceptionally low thermal expansion, which is increased by a factor of 10 can be smaller than the thermal expansion of what is known to be extremely favorable in this regard Quartz glass.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Glaskeramik liegt im Bereich von 20 bis 500° C bei 0 ± 1 (10"7/° C). Hieraus ergibt sich eine so gute Temperaturwechselbeständigkeit, daß schroffe Temperaturwechsel bei der Kunststoffverarbeitung ohne Bruchgefahr durch die Formteile ertragen werden können. Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist im Verarbeitungsbereich thermoplastischer und duroplastischer Kunststoffe praktisch Null.The coefficient of thermal expansion of glass ceramic is in the range from 20 to 500 ° C at 0 ± 1 (10 " 7 / ° C). This results in such a good thermal shock resistance that abrupt temperature changes during plastic processing can be withstood without the risk of breakage by the molded parts The coefficient of thermal expansion is practically zero in the processing of thermoplastic and thermosetting plastics.

Weiterhin hat Glaskeramik folgende Vorteile: Das Gefüge ist völlig porenfrei, die aus Glaskeramik hergestellten Formteile sind ausgezeichnet polierbar, wobei die Polierbarkeit der Bearbeitbarkeit herkömmlicher optischer Gläser nicht nachsteht, Glaskeramik zeichnet sich durch eine hohe Vickershärte (HV 50 g Belastung) von 950 ± 80 kp/mm2 aus. Außerdem verfügt Glaskeramik übei eine hohe chemische Beständigkeit. Furthermore, glass ceramics have the following advantages: The structure is completely pore-free, the molded parts made of glass ceramics can be polished excellently, whereby the polishability is not inferior to the machinability of conventional optical glasses, glass ceramic is characterized by a high Vickers hardness (HV 50 g load) of 950 ± 80 kp / mm 2 off. In addition, glass ceramic has a high chemical resistance.

Infolgedessen lassen sich dadurch, daß die mit der Spritzgießmaschine in Berührung stehenden Formteile aus Glaskeramik hergestellt werden, sämtliche a«i das Formenmaterial gestellten Anforderungen nahezu ideal erfüllen. Von besonderem Vorteil ist es, daß jede Wärmebehandlung der aus Glaskeramik bestehenden Formteile entfällt, einem Arbeitsgang, der auch bei Anwendung äußerster Sürgfalt bei Stählen häufig zu Mißerfolgen führen kann.As a result, the molded parts in contact with the injection molding machine are made of glass ceramic, all a «i the mold material requirements almost ideal. It is of particular advantage that each heat treatment of the glass ceramic There is no need for molded parts, a work step that is also required when the utmost care is taken with steels can often lead to failure.

ίο Durch die Verwendung von Glaskeramik wird somit in überraschender Weise die Voraussetzung dafür geschaffen, Kunststoffteile mit optisch einwandfreien Oberflächen durch Spritzgießen wirtschaftlich herzustellen. Glaskeramik kann in vorteilhafter Weise auch bei folgenden Werkzeugen zur Kunststoff- und Gummiverarbeitung zur Anwendung kommen: Pressenstempel zur Verarbeitung härtbarer Kunstharz-Preßmassen, Formen für das Rotationsgießen von Pasten, Formen für das Vakuum- und Tiefziehverfahren, Walzen für Kalander sowie Einsätze in Preßwerkzeugen zur Vulkanisation von Gummi-Mischungen. In allen diesen Fällen kommen die wesentlichen Eigenschaften der Glaskeramik-Formteile voll zur Wirkung.ίο Through the use of glass ceramic is thus In a surprising way, the prerequisite was created for plastic parts with optically flawless Economical production of surfaces by injection molding. Glass ceramic can also be used in an advantageous manner are used for the following tools for plastic and rubber processing: press rams for processing hardenable synthetic resin molding compounds, molds for rotational molding of Pastes, molds for vacuum and deep-drawing processes, rollers for calenders and inserts in press tools for the vulcanization of rubber compounds. In all of these cases the essentials come Properties of the glass ceramic molded parts fully effective.

Durch die FR-PS 6 39 331 war es zwar schon bekannt, Formkörper unspezifischer Art in Formen aus Glas oder Keramik herzustellen. Auf Grund dieser Druckschrift war es nicht vorauszusehen, daß man mit Spritzgießformen, bei denen die mit Gießmasse in Berührung kommenden Formteile aus Glaskeramik bestehen, Spritzlinge mit fehlerfreier optischer Oberfläche erhalten würde.From FR-PS 6 39 331 it was already known to make moldings of a non-specific type in molds Manufacture glass or ceramics. On the basis of this pamphlet it was not foreseeable that one with injection molds in which the molded parts made of glass ceramic that come into contact with the casting compound exist, injection molded parts with a flawless optical surface would be obtained.

Bei einer bevorzugten Ausfiihrungsform der Erfindung ist eine aus Stahl bestehende Stammform vorgesehen, in welche die aus Glaskeramik bestehenden Formteile lösbar eingesetzt sind. Dabei kann es vorgesehen sein, daß die aus Glaskeramik bestehenden Formteile mit der Stammform durch eine Klemmhalterung verbunden sind.In a preferred embodiment of the invention an existing steel master form is provided, in which the existing glass ceramic Molded parts are used releasably. It can be provided that the existing glass ceramic Molded parts with the master shape through a clamp bracket are connected.

Vorzugsweise sind zwei aus Glaskeramik bestehende Formteile vorgesehen, die zusammenwirkend den Formhohlraum der Gießform begrenzen. Außerdem empfiehlt es sich, daß die Stammform aus zwei Teilen besteht.Preferably, two molded parts made of glass ceramic are provided which interact limit the mold cavity of the casting mold. In addition, it is recommended that the root form consists of two Sharing consists.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den restlichen Ansprüchen.Further features and advantages of the invention emerge from the remaining claims.

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail by means of an exemplary embodiment with reference to the drawing.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spritzgießform für die Fertigung optisch einwandfreier, planer Kunststoffplatten. Dabei sind zwei Formteile 1 und 2 aus Glaskeramik, jeweils 15 mm dick, welche auf der dem Formhohlraum der Gießform zugewandten Seite geschliffen und poliert sind, mittels je eines konischen Halteringes 3, 4 auf den Formenplatten 5, 6 der Stahl-Stammform befestigt. Die Halteringe bestehen aus einer Eisen-Nickel-Legierung.The drawing shows an embodiment of an injection mold according to the invention for production optically perfect, flat plastic sheets. There are two molded parts 1 and 2 made of glass ceramic, each 15 mm thick, which is ground on the side facing the mold cavity of the casting mold and are polished, by means of a conical retaining ring 3, 4 on the mold plates 5, 6 of the steel master mold attached. The retaining rings are made of an iron-nickel alloy.

Die Halteringe 3, 4 sind mittels Schrauben 7 mit der Stammform 5, 6 fest, aber lösbar verbunden. Wie die Zeichnung zeigt, ist der Formhohlraum 8 der Spritzgießform, außer am Rande, ausschließlich von den glaskeramischen, den Einsatz bildenden Formteilen 1, 2 begrenzt.The retaining rings 3, 4 are firmly but detachably connected to the master form 5, 6 by means of screws 7. As the drawing shows, the mold cavity 8 of the injection mold is, except for the periphery, exclusively of the glass-ceramic molded parts 1, 2 forming the insert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Brillenscheiben aus Kunststoff zwei Verfahren in BePatentansprüche: tracht, nämlich einmal das Spritzgießverfahren, bei dem thermoplastische und duroplastische MassenLenses made of plastic have two processes in patent claims: Tracht, namely the injection molding process, in which thermoplastic and thermosetting compounds 1. Spritzgießform zum Herstellen von Form- verwendet werden, sowie andererseits das reine Gießkörpern aus Kunststoff, dadurch gekenn- 5 verfahren, bei dem verschiedene warrnehartende 7. e i c h η e t, daß die mit der Gießmasse in Be- Kunststoffe Verwendung finden, insbesondere solche nahrung kommenden, den Formhohlraum (8) be- auf Carbonatbasis.1. Injection molds are used to produce molds, as well as pure castings on the other hand made of plastic, characterized by a process in which various warning-hardening 7. e i c h η e t that the plastics used with the casting compound in loading, especially those food coming, the mold cavity (8) based on carbonate. grenzenden Formteile (1, 2) aus Glaskeramik be- Das reine Gießverfahren, bei dem ein warmehar-the adjacent molded parts (1, 2) made of glass ceramic. stehen tender Harz in eine Form gegossen wird, bei der diestanding tender resin is poured into a mold in which the 2. Spritzgießform nach Anspruch 1, gekenn- "> den Füllraum begrenzenden Formteile aus an der zeichnet durch eine aus Stahl bestehende Stamm- Oberfläche geschliffener und polierter Glasmasse beform (5, 6), in welche die aus Glaskeramik be- stehen, woraufhin zur Erzeugung der fertigen Bnllenstehenden Formteile (1, 2) lösbar eingesetzt sind. scheibe eine mehrstündige Polymerisation m der2. Injection mold according to claim 1, marked "> the filling space delimiting moldings from which is characterized by an existing steel stem surface of ground and polished glass mass beform (5, 6), in which are made of glass ceramic, whereupon the production of the finished batches of molded parts (1, 2) are detachably inserted 3. Spritzgießform nach Anspruch 2, dadurch Wärme erforderlich ist, führt zwar zu Scheiben mit gekennzeichnet, daß die aus Glaskeramik beste- 15 guter Oberflächenqualitat, hat jedoch den Nachteil, henden Formteile (1, 2) mit der Stammform (5, daß die Herstellung der erforderlichen Glasformen 6) durch eine Klemmhalterung verbunden sind. sehr kostspielig ist. Außerdem ist dieses Fertigungs-3. Injection mold according to claim 2, characterized in that heat is required, although it leads to disks characterized that the best-15 good surface quality made of glass ceramic, but has the disadvantage existing moldings (1, 2) with the master form (5 that the production of the required glass molds 6) are connected by a clamp bracket. is very expensive. In addition, this manufacturing 4. Spritzgießform nach einem der vorangehen- verfahren sehr lohnintensiv.4. Injection mold according to one of the preceding processes is very wage-intensive. den Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei aus Beim Spritzgießverfahren erfordert zwar die Her-the claims, characterized by two of the injection molding process requires the manufacture Glaskeramik bestehende Formteile (1, 2), die zu- so stellung der einzelnen Brillenscheibe wesentlich wesammenwirkend den Formhohlraum (8) der Gieß- niger Arbeitsaufwand, so daß dieses Verfahren prinform begrenzen. zipiell die Herstellung von Brillenscheiben mit gerin-Molded parts (1, 2) made up of glass ceramic, which have a significant effect on the delivery of the individual lenses the mold cavity (8) the casting- niger workload, so that this process prinform limit. the production of glasses lenses with low 5. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 2 geren Kosten als das Gießverfahren gestattet, jedoch bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stamm- lassen sich bisher routinemäßig keine spritzgegosseform (5, 6) aus zwei Teilen besteht. as nen Scheiben mit ausreichender Oberflächenqualitat5. Injection mold according to one of claims 2 lower costs than the casting process allowed, however to 4, characterized in that the trunk cannot be routinely made by injection molding (5, 6) consists of two parts. as nen panes with sufficient surface quality 6. Spritzgießform nach einem der Ansprüche 3, erzielen. Dies ist dadurch bedingt, daß es bisher 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils stets für erforderlich gehalten wurde, als Material für eines der aus Glaskeramik bestehenden Form- die Spritzgießformen hochwertige Edelstahle zu verteile (1, 2) von einem Haltering (3, 4) gehalten ist, wenden, die jedoch nur unzureichende Polierbarkeit der mit je einem Teil der Stammform (5, 6) lös- 30 aufweisen und außerdem während des Gebrauches bar verbunden ist. schnell abnutzen. Sollen im Wege der Massenproduk-6. Injection mold according to one of claims 3, achieve. This is due to the fact that it has so far 4 or 5, characterized in that it was always considered necessary as the material for one of the molds made of glass ceramic - the injection molds to distribute high quality stainless steel (1, 2) is held by a retaining ring (3, 4), but the polishability is inadequate which each have a part of the master form (5, 6) and also during use bar is connected. wear out quickly. Should by way of mass production
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